29
BAB III METODE PENELITIAN
3.1. Data Penelitian
Dalam penelitian ini, digunakan data rekaman broadband seismograf dari jaringan seismik global. Data ini didownload dari database IRIS Incorporated Research
Institution for Seismology Data Management System DMS dari website : http:www.iris.washington.edudmswilber.htm.Gambar 3.1 menunjukkan lokasi stasiun
seismik global yang digunakan dalam penelitian skripsi ini.
Gambar 3.1. peta sebaran stasiun Global Seismograph Network IRIS-DMC
30 Data yang digunakan adalah 1 sample-per-second rekaman komponen vertikal
chanel LHZ untuk jarak stasiun sekitar
90
di ambil dari database dalam jaringannetwork tersebut yaitu II IRISIDA, IUIRISUSGS, GE GEOPHONE, G
GEOSCOPE. Contoh seismogram gempa bumi Mentawai 25 oktober 2010, dapat dilihat pada gambar 3.2. Sumbu y adalah kecepatan ms dan sumbu x menunjukkan
waktu s.
Gambar 3.2. contoh seismogram velocity record msec gempa Mentawai
3.2. Metode Penelitian
Data seismogram hasil download dari database IRIS-DMC dalam format MiniSeed, yang mana merupakan raw-data asli dari rekaman broadband seismograf long
periode komponen vertikal. Dalam format ini, data harus di convert dengan Rdseed
kedalam bentuk data SAC Seismic Analysis Code dengan menggunakan peranti lunak
31 Linux. Setelah terconvert seluruh data , dilakukan proses deconvolusi data. Data
seismogram hasil download merupakan gabungan dari parameter sumber seismik, struktur bagian dalam bumi dan impuls instrument respons seismometer. Proses
deconvolusi ini berguna untuk memisahkan seismogram dari faktor instrument respons, sehingga data akhir yang dihasilkan, diharapkan adalah data murni dari sumber seismik.
Dari data murni ini, kemudian dilakukan retrieve W-phase dan inversi W-phase. Sebelum proses retrieve dilakukan, sebagai catatan bahwa data sinyal gempa
merupakan catatan sinyal velocity dalam bentuk time series. Sedangkan retrieve W-phase dilakukan pada catatan sinyal displacement dalam time domain. Proses mengubah sinyal
velocity time series kedalam displacement time domain ini cukup rumit. Sebelumnya, sinyal catatan velocity dilakukan integrasi didapatkan displacement time series.
Digunakan time deconvolusi sehingga didapatkan accelerasionpercepatan time series. Kemudian accelerasi time series dilakukan band pass filtering dalam time domain
dilanjutkan dengan dua kali integrasi, akhirnya didapatkan displacement dalam time domain. Selanjutnya dilakukan retrieve dan inversi W-phase. Proses inversi dilakukan
dengan convolusi Green function dengan data observasi. Proses ini secara sederhana adalah mencari RMS terkecil hasil matching antara sinyal observasi di stasiun pencatat
dengan sintetis waveform Green’s function. Hasil inversi ini menghasilkan moment
tensor, besar magnitude serta focal mechanism. Secara singkat diagram alir penelitian dapat dijelaskan sebagai berikut :
32 Dalam penelitian ini, digunakan 1 sample-per-second data rekaman seismograf
komponen vertikal komponen LHZ yang diambil dari da tabase IRIS, dengan durasi 15∆
derajat detik setelah waktu tiba gelombang P. jarak stasiun yang digunakan dengan
No
Yes DATA seed
Extract to SAC Deconvolusi
Retrieve W-phase Green’s function
Out put: Seismic moment, Magnitude
moment Mw, focal mechanism Inversi
Filtering RMS 3.0, 1.3, 0.9
END START
Parameter patahan deformasi dasar latut
Simulasi Tsunami
Waktu tiba dan tinggi gelombang tsunami
33 radius ∆ ≤
90
dari pusat gempa dengan diberikan bandpass filter dari 0,001 - 0,005 Hz dari 200s-1000s. Kemudian dihitung sebuah unit sumber sintetis untuk setiap stasiun
menggunakan Green’s function. Kanamori dan Rivera 2008 telah membuat database
Green’s function ini untuk tiga komponen displacement untuk jarak
90
, dengan interval dari
2 ,
1 ,
dan kedalaman antara 0-760 km. Interval kedalaman bervariasi seiring meningkatnya kedalaman dari 2 km hingga 10 km. Database Green
function yang telah di buat Kanamori dan Rivera untuk spheriodal mode sebanyak 103.000, toroidal mode sebanyak 63.000, dan radial mode sebanyal 152, lengkap untuk
periode 12 s. Kanamori and Rivera, 2008, Source Inversion of W phase: Speeding up Seismic Tsunami Warning,Geophysics J. Intl
Gambar 3.3 menunjukkan contoh hasil retrieve Wphase setelah inversi untuk tiap stasiun. Tanda bintang merah dalam lingkaran gambar sebelah kiri adalah lokasi gempa
bumi, dan titik merah dalam lingkaran adalah stasiun. Titik merah pada waveform gambar sebelah kanan merupakan W-phase yang diambil dari stasiun tersebut.
34
Gambar 3.3. W-phase gempa bumi Mentawai 25 oktober 2010
Dari hasil inversi W-phase, kemudian dilanjutkan persiapan untuk membuat simulasi tsunami dengan program TUNAMI-N2. Data seismic moment hasil inversi
digunakan untuk menghitung parameter patahan dan deformasi dasar laut berupa slip, dip, rake, panjang patahan, lebar patahan, sebagai masukan awal simulasi tsunami.
Persiapan selanjutnya setelah didapatkan hasil parameter patahan dan juga deformasi dasar laut, selanjutnya membuat model patahan akibat gempa bumi dalam
program TUNAMI-N2. Selain itu, untuk mendapatkan hasil rekaman tinggi gelombang dan juga waktu tibanya, kita tempatkan tide gauge model pada titik-titik di dekat pantai
sebagai titik pencatat tinggi gelombang tsunami. Dalam penelitian ini, ditempatkan 8 titik
35 tide gauge yang tersebar di berbagai pulau. Letak 8 tide gauge tersebut dapat dilihat
dalam gambar 3.4.
Gambar 3.4. posisi tide gauge pencatat tinggi gelombang
36
BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Kategori